Элементы промышленной пневмоавтоматики

Пневматической емкостью тела или устройства по аналогии с электрической емкостью можно назвать его способность вмещать (на-

капливать) некоторое количество воздуха вследствие его сжимаемости.

Универсальная система элементов промышленной пневмоавтоматики (УСЭППА) позволяет строить приборы пневмоавтоматики по принципу электронных приборов. Система состоит из набора унифицированных элементов дискретного и непрерывного действия, каждый из которых выполняет одну простейшую операцию.

УСЭППА включает пневмосопротивления, пневмоемкости, усилители, повторители, пневмореле, сдвоенный обратный клапан, органы управлении (задатчики, кнопки, тумблеры), дискретные преобразователи, коммутирующие органы (пневмоклапаны).

На элементах УСЭППА могут быть созданы узлы непрерывного, дискретного и непрерывно-дискретного действия, которые часто встречаются в различных пневматических схемах.

Слайд №16

Исполнительные устройства

Исполнительные устройства- это технические средства использования командной информации и воздействия на объект управления

Исполнительное устройство(ИУ) — это силовое устройство, предназначенное для изменения регулирующего воздействия на объект управления в соответствии с сигналом управления, поступающим на его вход от командного устройства . Исполнительное устройство в общем случае

состоит из двух основных частей: исполнительного механизма (ИМ)

и регулирующего органа (РО).

Исполнительный механизм преобразует входную командную информацию в определенное силовое воздействие на регулирующий орган объекта управления или на сам объект управления.

Регулирующий орган производит непосредственное регулирующее воздействие на объект управления.

Слайд №17

Классификация ИМ по виду энергии, создающей усилие перемещения регулирующего органа: пневматические, гидравлические и электрические. В п н е в м а т и ч е с к и х ИМ усилие перемещения создается за счет давления сжатого воздуха на мембрану, поршень или сильфон; давление обычно не превышает 103 кПа.

В г и д р а в л и ч е с к и х ИМ усилие перемещения создается за счет давления жидкости на мембрану, поршень или лопасть; давление жидкости в них обычно находится в пределах (2,5...20) 10³ кПа.

Э л е к т р и ч е с к и е ИМ по принципу действия подразделяются на электродвигательные и электромагнитные.

Существуют ИМ, в которых используются одновременно два вида энергии: электропневматические, электрогидравлические и пневмогидравлические.

По характеру движения выходного элемента большинство ИМ подразделяются на п р я м о х о д н ы е с поступательным движением выходного элемента, п о в о р о т н ы е с вращательным движением до 360° и с вращательным движением на угол более 360° .

Слайд №18

Регулирующие органы имеют самые разнообразные конструкции, зависящие от объекта управления. По виду воздействия на объект их можно подразделить на два основных типа: дросселирующие и дозирующие.

Д р о с с е л и р у ю щ и е РО изменяют сопротивление (гидравлическое, аэродинамическое) в системе путем изменения своего проходного сечения, воздействуя на расход вещества (например, заслонки,диафрагмы,задвижки,краны,клапаны).

Дозирующие РО выполняют заданное дозирование поступающего вещества или энергии за счет изменения производительности определенных агрегатов: дозаторов, насосов, компрессоров, питателей, электрических усилителей мощности.

В настоящее время создается новое поколение ИМ- интеллектуальные ИМ. Это связано с появлением интеллектуальных систем управления, под которыми понимаются системы, ориентированные на обработку и использование знаний.

Слайд №19

Создание интеллектуальных ИМ неразрывно связано с развитием мехатроники — области науки и техники, которая занимается управлением механизмов от ЭВМ. Мехатронная (механико-электронная) система представляет собой единую систему механических, электромеханических, электрических и электронных узлов, между которыми осуществляется обмен энергией и информацией.

Для интеллектуальных мехатронных устройств характерен принцип модульности. Существует пять групп стандартных модулей.

Первая группа — двигатели (электрические двигатели, преобразующие электрическую энергию в механическую). К этой группе относятся асинхронные трехфазные двигатели, исполнительные асинхронные микродвигатели, исполнительные двигатели постоянного тока, синхронные

шаговые двигатели.

Слайд №20

Вторая группа — силовые преобразователи, источники электрической энергии для управляемого двигателя. Вход и выход у этих модулей электрический; к их числу относятся управляемые выпрямители, широтно-импульсные преобразователи, преобразователи частоты, электронные и магнитные усилители мощности переменного тока.

В третью группу входят передаточные устройства — механические устройства для соединения вала двигателя с регулирующим органом объекта управления.

Четвертую группу образуют датчики, преобразующие скорость и/или перемещение в электрический сигнал. В качестве измерителей скорости и перемещения широко применяются тахогенераторы, поворотные трансформаторы.

Пятая группа модулей — контроллеры, микропроцессорные системы, предназначенные для управления силовым преобразователем с целью реализации требуемого режима работы двигателя, соответствующего заданному закону перемещения регулируемого органа объекта управления.

Слайд №21

Общие сведения о системах автоматического

управления и регулирования

Любой технологический процесс характеризуется совокупностью технологических параметров, значения которых должны принимать заданные значения или изменяться по определенному закону. Например, транспорт нефтепродуктов по трубопроводу производится при определенных значениях давления, температуры, расхода и др.

Физическая величина, подлежащая управлению, называется управляемой {регулируемой) величиной Y(t).

Объект управления (ОУ) или объект регулирования (ОР) — устройство, требуемый режим работы которого должен поддерживаться извне специально организованными управляющими воздействиями U(t).

В реальных условиях на объект управления оказывают влияние внешние воздействия Z(t), которые называются возмущающими.

Управление каким-либо объектом — это процесс воздействия на него с целью обеспечения требуемого течения процесса в объекте или требуемого изменения его состояния.

Управление, осуществляемое без участия человека, называется автоматическим. Совокупность ОУ и управляющего устройства (УУ) представляет собой систему автоматического управления (САУ).

Слайд №22

В САУ используется три основных принципа управления:

1) разомкнутое управление;

2) управление по возмущению (принцип компенсации);

3) управление по отклонению (принцип обратной связи).

Слайд №23

Принцип разомкнутого управления (рис. 13.1, а) отличается простотой технической реализации. На вход управляющего устройства подается задание X, в соответствии с которым оно вырабатывает сигнал управления U. Этот сигнал поступает на исполнительные элементы объекта управления. Задание формируется человеком или специальным задающим устройством.

Управление по возмущению (рис. 13.1, б) используется тогда, когда известны и измеряемы основные доминирующие возмущающие воздействия. В этом случае в структуру разомкнутого управления добавляются измеритель (И) возмущения и корректирующее устройство (К). Для устранения влияния возмущающего параметра производится его измерение, в соответствии с которым производится коррекция сигнала управления Uна выходе управляющего устройства до значения U'.

Принцип управления по отклонению (рис. 13.1, в) имеет замкнутую структуру, т.е. имеет цепь обратной связи. В этом случае сигнал задания X поступает на один из входов элемента сравнения ЭС, на другой вход которого по цепи обратной связи подается измеренное с помощью датчиков фактическое значение У управляемого параметра объекта управления. На выходе элемента сравнения возникает сигнал А (ошибка, отклонение), который является разностью между заданным и фактическим значениями параметров, т.е. А = Х- Y.

Слайд №24

Класс автоматических систем, построенных на основе принципа управления по отклонению, получил название система автоматического регулирования (САР).

Системы автоматического регулирования классифицируются по ряду признаков и могут быть стабилизирующими, программными и следящими. Стабилизирующая САР — это система, алгоритм функционирования

которой содержит предписание поддерживать постоянное значение регулируемой величины .

Программная САР — система, алгоритм функционирования которой содержит предписание изменять регулируемую величину в соответствии с заранее заданной функцией .

Следящая САР — система, алгоритм функционирования которой содержит предписание изменять регулируемую величину в зависимости от заранее неизвестной величины на входе CAP .

Слайд №25

По функциональному назначению (расхода, давления и т.п.), виду исполь-

зуемых сигналов (аналоговые или дискретные) и энергии (электрические, пневматические, гидравлические, механические).

В САР управляющее устройство принято называть регулятором.

Регулятор выполняет основные функции управления путем выработки управляющего воздействия U в зависимости от ошибки ,т.е. U=ƒ(∆).

Закон регулирования определяет вид этой зависимости без учета инерционности элементов регулятора. Он может быть пропорциональным, интегральным, дифференциальным или представлять собой комбинацию этих компонент.

Пропорциональным называется закон регулирования, при котором управляющее воздействие пропорционально сигналу ошибки.

Интегральный закон регулирования — это закон, при котором сигналу ошибки пропорциональна скорость изменения управляющего воздействия.

Дифференциальным называется закон, при котором управляющее воздействие пропорционально скорости изменения сигнала ошибки.

Слайд №26

Математическое описание САР

Наиболее распространенным методом описания, анализа и синтеза САР (САУ) является операционный метод (метод операционного исчисления), в основе которого лежат прямое и обратное преобразования Лапласа.

При решении задач и выполнении технических расчетов с использованием преобразования Лапласа приходится находить изображение функции по оригиналу и наоборот. Для облегчения расчетов пользуются обычно справочниками, содержащими таблицы функций и их изображения.

Слайд №27

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 639; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!